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Secure Manufacturing Real Time Semantics

Koordinator

Dirk John
ABB

Projektpartner

ABB
ABB
Systemintegration, Sensorik, Aktorik, Prozessleitsysteme
bürkert
bürkert
Anwendungsspezifische fluidische Systeme
knick
knick
Sicherheitskritische Sensorik und integrierte Automatisierungssysteme
TU Dresden
TU Dresden
Verteilte Clouds, agile Clouds, digitale und analoge Netzwerkkodierung, Sicherheit

Kontakt

Entwicklung einer RT Logik für ASIC oder FPGA für die echtzeitfähige semantische Einbindung von Sensoren und Aktoren über OPC-UA.

Problemstellung & Stand der Technik

  • Vielzahl spezialisierter Kommunikationsprotokolle
  • Kaum semantische Integration
  • Echtzeit-Kommunikation hauptsächlich auf Sensor-/Aktorebene

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  • Plug & Produce Szenarien erfordern semantische Integration
  • Hohe Anforderungen an Security
  • Echtzeitanforderungen aus Prozessindustrie und Fabrikautomation
  • Starke Ressourcenbeschränkung für Geräte der Sensor-/Aktorebene

Technische Ziele & Lösungen

  • Umsetzung von „Plug & Produce“- Konzepten im Industrie 4.0 Kontext in ressourcenbeschränkten Aktoren und Sensoren
  • Real Time Semantics: Spezielle Mechanismen ermöglichen anwendungsspezifische Garantien für die Verarbeitungszeiten und geringe Latenz (< 1ms) der OPCUA-Dienste
  • Durchgängige End-To-End RTArchitektur mit austauschbaren ISO/OSI Schichten 1-4 (Ethernet, Wifi, LTE, 5G)

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Innovationen & Ergebnisse

  • OPC-UA-on-a-Chip als kostengünstiger, energieeffizienter IP für Sensor/Aktor-Anwendungen
  • Paketbasiertes und skalierbares OPC-UA Bussystem für vollparallele und taktsynchrone Datenverarbeitung
  • Inter-Chip NoC Schnittstelle für Anbindung an Tomahawk-IV-Chip

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Markt und sozialer Einfluss

  • OPC UA verdrängt klassische Feldbusse und konventionelle Analogtechnik
  • Einfache semantische Integration mittels OPC UA führt zu einer Zunahme von Sensorik

Projektübergreifende Kooperation

fast wireless: Inter-Chip NoC Schnittstelle

fast realtime: OPC UA RT Demonstrator

fast access: Innovative Designplattform

fast carnet: Echtzeitfähiger Ethernet PHY